Расчёт токов однофазного короткого замыкания

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

При однофазных КЗ симметрия токов и напряжений трёхфазной системы нарушается. На основании метода симметричных составляющих несимметричное однофазное короткое замыкание заменяется тремя трёхфазными условно симметричными короткими замыканиями для симметричных составляющих различных последовательностей. Ток однофазного КЗ состоит из трёх составляющих – прямой (I₁), обратной (I₂) и нулевой (I₀) последовательностей. Сопротивления элементов также состоят из сопротивлений прямой (R₁, X₁, Z₁), обратной (R₂, X₂, Z₂) и нулевой последовательностей (R₀, X₀, Z₀). Кроме электрических машин сопротивления прямой и обратной последовательностей для элементов равны между собой (R₁ = R₂, X₁ = X₂) и равны их значениям при трёхфазном КЗ. Сопротивления нулевой последовательности обычно значительно больше сопротивлений прямой и обратной последовательностей. В практических расчётах принимают для трёхжильных кабелей: ; для шинопроводов: [Л.7]; для воздушных линий: ; [Л.4].

Для силовых трансформаторов, имеющих схему соединения обмоток D ¤ Y_н, сопротивления нулевой последовательности равно сопротивлениям прямой последовательности. Для трансформаторов, имеющих схему соединения обмоток Y ¤ Y_н сопротивления нулевой последовательности значительно превосходят сопротивления прямой последовательности.

Ток однофазного короткого замыкания определится:

Здесь: – среднее номинальное напряжение сети, в которой произошло КЗ (400 В); – полное результирующее сопротивление нулевой последовательности относительно точки КЗ, мОм.

Результирующее сопротивление цепи КЗ определится, мОм:

;

Здесь: – эквивалентное индуктивное сопротивление внешней системы до питающего трансформатора 6-10 / 0, 4 кВ, приведённое к ступени НН, мОм;

– сопротивления прямой последовательности понижающего трансформатора, мОм;

– сопротивления реактора, мОм;

– сопротивления шинопровода, мОм;

– сопротивления кабельных линий, мОм;

– сопротивления воздушных линий, мОм;

– сопротивления токовых катушек автоматических выключателей, мОм;

– сопротивления трансформаторов тока, мОм;

– переходные сопротивление неподвижных контактных соединений и подвижных контактов, переходное сопротивление дуги в месте КЗ, мОм;

– сопротивления нулевой последовательности понижающего трансформатора, мОм;

– сопротивления нулевой последовательности шинопроводов, мОм;

– активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности кабеля, мОм;

– сопротивления нулевой последовательности воздушной линии, мОм.

Пример 3

Для заданной системы электроснабжения (рис.4) требуется определить величины периодического тока для заданных точек при трёхфазном и однофазном коротком замыкании (методом симметричных составляющих).

Рис.4. Расчётная схема и схема замещения

1. По расчётной схеме составляем схему замещения (рис.4).

2. Находим сопротивления элементов цепи короткого замыкания в именованных единицах (мОм).

2.1. Индуктивное сопротивление внешней системы до питающего трансформатора 10 / 0, 4кВ (цепи высокого напряжения) (если мощность КЗ на высокой стороне трансформатора неизвестна, тогда можно принять ).

; мОм.

2.2. Активное и индуктивное сопротивления питающего трансформатора (сопротивления прямой и обратной последовательности: , ; сопротивления нулевой после-

довательности: , ) [Л. 7]:

2.3. Сопротивления шинопроводов 0, 4кВ.

Для плоских медных шин размерами 80 x 10 мм (при среднегеометрическом расстоянии между фазами 15см) удельные активное и индуктивное сопротивления при переменном токе для прямой и обратной последовательности равны , [ Л.6 ]. Для нулевой последовательности [ Л.7 ]:

, .

Активное и индуктивное сопротивления трёх шинопроводов 0, 4кВ прямой, обратной и нулевой последовательностей :

;

Суммарные сопротивления всех трёх шинопроводов:

;

2.4. Активные и индуктивные сопротивления кабелей.

Удельные активные и индуктивные сопротивления индивидуальных кабелей прямой, обратной и нулевой последовательностей (методические указания):

Величины активных и индуктивных сопротивлений кабелей:

;

2.5. Активные и индуктивные сопротивления автоматических выключателей (включая сопротивления токовых катушек расцепителей и переходные сопротивления контактов) [Л.7].

Суммарные сопротивления всех автоматов:

3. Ток однофазного КЗ для точки «К₁».

Результирующие активное и индуктивное сопротивления цепи короткого замыкания при однофазном КЗ в точке «К₁»:

Ток однофазного короткого замыкания в точке «К₁»:

4. Ток трёхфазного КЗ для точки «К₁».

Результирующие активное и индуктивное сопротивления цепи короткого замыкания при трёхфазном КЗ в точке «К₁»:

Ток трёхфазного короткого замыкания в точке «К₁»:

Ударный ток при короткого замыкания в точке «К₁».

;

(радиан); ;

5. Ток однофазного КЗ для точки «К».

Результирующие активное и индуктивное сопротивления цепи короткого замыкания для однофазного КЗ:

Ток однофазного короткого замыкания в точке «К»:

6. Ток трёхфазного КЗ для точки «К».

Результирующие активное и индуктивное сопротивления цепи короткого замыкания при трёхфазном КЗ в точке «К»:

Ток трёхфазного короткого замыкания в точке «К»:

Ударный ток при короткого замыкания в точке «К».

; ;

; .

список РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для студентов высших учебных заведений. / Б.И. Кудрин. – М.: Интермет Инжиниринг, 2005. – 672 с.

2. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. /С.А. Ульянов. – М.: Энергия, 1970. –520 с.

3. Расчёт коротких замыканий и выбор электрооборудования: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. / И.П. Крючков, Б.Н. Неклепаев, В.А. Старшинов и др.; под ред. И.П. Крючкова и В.А. Старшинова. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 416 с.

4. Руководящие указания по расчёту токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. / Под ред. Б.Н. Неклепаева. – М.: Изд. НЦ ЭНАС, 2001. – 152 с.

5.Куликов Ю.А. Переходные процессы в электрических системах./Ю.А.Куликов.– Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002.–283с.

6. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередачи и сетей. / Под ред. Я.М. Большама, В.И. Круповича, М.Л. Самовера. Изд. 2-е, Перераб. и доп. – М.: Энергия, 1974. – 696 c.

7. Справочник по проектированию электроснабжения. / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.

8. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. / Под общ. ред. А.А. Фёдорова и Г.В. Сербиновского. В 2-х кн. Кн.1. Проектно-расчётные сведения. – М.: Энергия, 1973. – 520 с.

9. Правила устройства электроустановок. – 6-е изд. – СПб.: Деан, 1999. – 924с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒